Научно-проектная деятельность школьников

Понятия "объектная область, объект, предмет" исследования

Выбираем объектную область, объект и предмет исследования

  Надо помнить, что научное исследование носит систематический и целенаправленный характер. Поэтому важной задачей является четкое определение сферы научно-исследовательской деятельности - ее объекта и предмета, своеобразной «системы координат» исследования.
Работа над любым исследованием начинается с определения названной «системы». Ее составляют три элемента:     
1. «объектная область»,
2. «объект»,
3. «предмет» исследования.
Этот этап предшествует выбору темы исследования. Дадим краткие определения каждого из элементов «системы».

Объектная область исследования - это сфера науки и практики, в которой находится объект исследования. В школьной практике она может соответствовать той или иной учебной дисциплине, например математике, биологии, литературе, физике и т.д.

Объект исследования - это определенный процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию. Объект - это своеобразный носитель проблемы - то, на что направлена исследовательская деятельность. С понятием объекта тесно связано понятие предмета исследования.

Предмет исследования - это конкретная часть объекта, внутри которой ведется поиск. Предметом исследования могут быть явления в целом, отдельные их стороны, аспекты и отношения между отдельными сторонами и целым (совокупность элементов, связей, отношений в конкретной области объекта). Именно предмет исследования определяет тему работы.

Границы между объектной областью, объектом, предметом условны, подвижны. То, что в одном случае является объектом исследования, в другом - может стать объектной областью; то, что было в данном случае объектом, в ином случае предстает в качестве предмета исследования.

Тема, актуальность и проблему исследования

Тема - еще более узкая сфера исследования в рамках предмета.
Выбор темы для многих является весьма трудным этапом. Часто школьники выбирают слишком масштабные или сложные темы. Такие темы могут оказаться непосильными для их раскрытия в рамках учебного исследования.
Тема - ракурс, в котором рассматривается проблема. Она представляет объект изучения в определенном аспекте, характерном для данной работы.
Чтобы облегчить процесс выбора темы, выделим основные критерии:
1. хотелось бы, чтобы тема представляла интерес для школьника не только на данный, текущий момент, но и вписывалась в общую перспективу профессионального развития ученика, т.е. имела непосредственное отношение к предварительно выбранной им будущей специальности;
2. хорошо, если выбор темы интересен и ученику, и научному руководителю.
3. тема должна быть реализуема в имеющихся условиях.
Это значит, что по выбранной теме должны быть доступны оборудование и литература.
Важно с самого начала правильно сформулировать тему. Ведь тема - это своего рода визитная карточка исследования. Следует также помнить о некоторых традиционных требованиях: тема должна быть сформулирована по возможности лаконично, а используемые при ее формулировке понятия должны быть логически взаимосвязаны.
Формулировка темы отражает процесс развития научного познания. Вследствие этого ответственным этапом в подготовке работы становится этап обоснования актуальности темы.

Актуальность
Обосновать актуальность - значит объяснить необходимость изучения данной темы в процессе создания проекта.
Определение актуальности исследования - обязательное требование к любой работе. Актуальность может состоять в необходимости получения новых данных и необходимости проверки новых методов и т.п.

Тема исследования выбирается с учетом ее актуальности  и в этом главную помощь школьнику оказывает педагог, ориентирующий юного исследователя в степени проработанности той или иной проблемы, в соответствии с чем и будет выбираться тема работы.
Освещение актуальности, как и формулировка темы, не должно быть многословным. Не нужно начинать ее описание издалека. Одной страницы, чтобы показать главное, вполне достаточно.
Обосновывая актуальность избранной темы, следует указать, почему именно она и именно на данный момент является актуальной. Здесь желательно кратко осветить причины, по которым изучение этой темы стало необходимым и что мешало ее раскрытию раньше, в предыдущих исследованиях.
Проблема
Несомненным показателем актуальности является наличие проблемы в данной области исследования.
Когда и почему возникает проблема? Как правило, ее появление связано с тем, что существующее научное знание уже не позволяет решать новые задачи, познавать новые явления, объяснять ранее неизвестные факты или выявлять несовершенство прежних способов объяснения, признанных фактов и закономерностей.
Таким образом, можно представить проблему как некую противоречивую ситуацию, требующую своего разрешения. Разрешение этого противоречия самым непосредственным образом связано с практической необходимостью. Это значит, что обращаясь к той или иной проблеме, исследователю нужно четко представить, на какие вопросы практики могут дать ответ результаты его работы.
Правильная постановка и ясная формулировка новых проблем в исследовании очень важны. Она определяет стратегию исследования, направление научного поиска.
На данном этапе работы не всегда можно точно определить тему исследования, пути и способы ее разработки и осуществления. Для этого необходимо изучить научную литературу по вопросу. После чего тема обычно уточняется, изменяется.

Работа с источники информации в проекте

Изучение научной литературы и уточнение темы

  Поначалу может сложиться впечатление, что литература по теме - это некое безграничное пространство, в котором невозможно обнаружить какие-либо ориентиры.
 Это затруднение будет достаточно легко преодолено, если вы выберете верный метод ознакомления с источниками. Освоенный алгоритм работы позволит вам в дальнейшем свободно ориентироваться в литературе по избранной вами теме. Начинать целесообразно с самостоятельной работы по составлению библиографического списка источников по теме.
В составлении списка необходимой для изучения литературы обязательно участие самого исследователя.
  Изучение научных публикаций желательно проводить по этапам.
Лучше начинать с работ так называемого общего характера, т.е. таких работ, из которых можно получить представление об основных вопросах, к которым примыкает избранная тема, а затем уже вести поиск узкоспециального материала. Данные каждого издания следует заносить на отдельные карточки с точной фиксацией всей информации, указанной в библиотечной карточке. В первую очередь следует ознакомиться с традиционными вузовскими учебниками по соответствующей теме работы дисциплине. Здесь собрана и обобщена базовая информация по вопросу. В конце глав учебников обычно публикуются ориентировочные списки литературы, что может помочь в поиске и составлении собственного списка по вашей конкретной те ме. Кроме этого в учебниках указываются основные монографии по вопросу, знакомство с которыми станет следующим этапом изучения литературы.
    Работая с литературой по теме, учащийся должен владеть различными типами чтения, предполагающими различную степень глубины проникновения в материал.
а). Просмотровое чтение желательно использовать в тех случаях, когда требуется познакомиться с общим содержанием книги, ее глав или параграфов, автором произведения. При этом обычно читается титульный лист, оглавление, аннотация, отдельные абзацы и предложения.
Совсем не обязательно тщательно изучать весь предварительный список литературы, среди которой будут монографии, статьи, тезисы, сборники, научные журналы. Как правило, это значительно замедляет процесс освоения текстов и тормозит исследование на его начальном этапе. Поэтому важно научиться свободно оперировать различными приемами работы с текстом.
   Заголовок в научной литературе указывает на тему;
    аннотация расположена на обороте титульного листа и представляет содержание работы;
    оглавление содержит план изложения темы, является своего рода путеводителем по книге. Оно знакомит с проблематикой работы, ее общей структурой и дает возможность быстрого поиска информации;
    предисловие излагает задачи, поставленные автором; более подробно характеризует структуру издания и ориентирует в ней читателя. Оно предваряет изложение основного материала и дает установку на его восприятие;
    послесловие подводит итог, сообщает краткие выводы исследования;
    справочный материал дает комментарий к понятиям, терминам, фактам которые нуждаются в пояснении. Уже этой информации будет достаточно, чтобы решить, насколько необходим для конкретной работы тот или иной текст.

б). Ознакомительное (выборочное) чтение поможет в поиске ответов на определенные вопросы по нескольким источникам и для сравнения и сопоставления найденной информации, выработки своей собственной точки зрения.

в). Изучающее чтение - это активный вид подробного чтения. Он предполагает, что вы читаете внимательно, останавливаясь и обдумывая информацию. Данный вид чтения требует последовательного изучения материала по параграфам, главам, частям. Заключительный этап содержит в себе и обучающий момент: здесь формируется умение критически воспринимать информацию.
Цель изучающего чтения - получение необходимой информации; понимание логики доказательств; поиск ответов на по ставленные перед вами вопросы.

 Какие приемы можно использовать для фиксирования нужной вам информации?
Целесообразно создавать «банк данных» по теме своей работы. Важно делать выписки всего, что может вам пригодиться в вашей научной работе: интересные мысли, факты, цифры, различные точки зрения. Это можно делать либо в форме карточек, либо в отдельной тетради. Здесь можно использовать самые различные методы работы. Их существует множество. Следует лишь верно выбрать именно тот, который лучше всего соответствует вашим индивидуальным особенностям, темпу мышления, объему памяти, широте ассоциативных связей:
- можно, читая научные тексты, делать выписки в виде конспектов;
- для кого-то удобнее фиксировать уже переработанный материал;
для третьих- выписывать исключительно цитаты.
Один из удобных способов оформления извлеченной из текста информации традиционно является составление на ее основе специальных карточек. Карточки каждый может оформлять по своему усмотрению - они создаются для вашего личного пользования, поэтому должны представлять информацию удобным для вас образом.  Общие советы. Например, нумеровать карточки и обозначать шифром тему вписанной информации для легкости ее обнаружения в дальнейшем, когда ваша картотека разрастется. Карточки должны быть одинаковыми по размеру и заполняться с одной стороны. Как правило, на одной карточке помещается одна цитата, но информацию по одному и тому же вопросу с разных страниц можно группировать вместе, не забывая при этом указывать номер каждой страницы.
Может случиться и так, что не вся выписанная информация окажется необходимой. При этом ни в коем случае не нужно пытаться включить в исследование весь имеющийся материал, как бы звучны не были иные имена и цитаты, - это может лишь повредить целостности и логичности исследования. Если доказательство того или иного положения строится преимущественно на цитатах, то это, как правило, производит неблагоприятное впечатление. Исключением является изложение концепции произведения в полемических целях.
  При изучении литературы не следует стремиться к заимствованию материала. Будет правильнее сопоставить, проанализировать найденную информацию. Ведь основой для получения нового знания должны служить не чьи-то, а собственные мысли, пусть и возникшие в ходе знакомства с чужими работами как отклик на них.

Гипотеза

Это один из самых ответственных моментов исследования. Сначала обратимся к определению самого понятия. В переводе с древнегреческого гипотеза значит «основание, предположение». В современной научной практике гипотеза определяется как научно обоснованное предположение о непосредственно наблюдаемом явлении. Гипотеза должна удовлетворять ряду требований:
  1.  быть проверяемой;
  2.  содержать предположение;
  3.  быть логически непротиворечивой;
  4.  соответствовать фактам.

 При формулировке гипотезы обычно используются словесные конструкции типа: «если..., то...»; «так..., как ...»; «при условии, что...», т.е. такие, которые направляют внимание исследователя на раскрытие сущности явления, установление причинно-следственных связей.
 Процесс формулирования гипотезы не является одномоментным актом. Вначале лучше составить ее рабочий вариант - как первичное, временное предположение, служащее систематизации материала. После накопления значительного количества фактического материала рабочий вариант гипотезы уточняется, видоизменяется и приобретает вид окончательной научной гипотезы.

 Цели и задачи исследования

Вслед за выработкой гипотезы начинается следующий этап подготовки к исследованию - определение его цели и задач. Точнее, не начинается, а продолжается, так как выработка цели и задач происходит уже в ходе разработки гипотезы.
В общем виде цель и задачи должны уточнить направления, по которым пойдет доказательство гипотезы.
Цель исследования - это конечный результат, которого хотел бы достичь исследователь при завершении своей работы. Выделим наиболее типичные цели. Ими может быть определение характеристик явлений, не изученных ранее; выявление взаимосвязи неких явлений; изучение развития явлений; описание нового явления; обобщение, выявление общих закономерностей; создание классификаций.
Формулировку цели исследования также можно представить различными способами. Вот некоторых из них. Можно поставить целью:
    выявить...;
    установить...;
    обосновать...;
    уточнить...;
    разработать... .

Формулировать задачи необходимо очень тщательно, так как описание их решения в дальнейшем составит содержание глав. Заголовки глав рождаются именно из формулировок задач.
Задача исследования - это выбор путей и средств для достижения цели в соответствии с выдвинутой гипотезой. Задачи лучше всего формулировать в виде утверждения того, что необходимо сделать, чтобы цель была достигнута. Постановка задач основывается на дроблении цели исследования на подцели. Перечисление задач строится по принципу от наименее сложных к наиболее сложным, трудоемким, а их количество определяется глубиной исследования.
Цель - идеальное видение результата, который направляет деятельность человека. Исследователь для достижения поставленной цели и проверки положений сформулированной им гипотезы выделяет конкретные задачи исследования.
После формулирования гипотезы, целей и задач исследования следу ет этап определения методов.

Методы исследования
  Что заключает в себе понятие метода? Метод - это способ достижения цели исследования. Уже отсюда очевидна решающая роль метода в успехе той или иной исследовательской работы. Ясно, что от выбора метода зависит сама возможность реализации исследования - его проведения и получения определенного результата.
Методы научного познания делятся на общие и специальные.
  Теоретические методы: моделирование позволяет применять экспериментальный метод к объектам, непосредственное действие с которыми затруднительно или невозможно. Оно предполагает мыслительные или практические действия с «заместителем» этого объекта - моделью; абстрагирование состоит в мысленном отвлечении от всего несущественного и фиксировании одной или нескольких интересующих исследователя сторон предметов.
 Анализ и синтез. Анализ - это метод исследования путем разложения предмета на составные части. Синтез, напротив, представляет собой соединение полученных при анализе частей в нечто целое. Нужно помнить, что методы анализа и синтеза ни в коем случае не изолированы друг от друга, а сосуществуют, друг друга дополняя. Методами анализа и синтеза проводится, в частности, начальный этап исследования - изучение специальной литературы по теории вопроса; восхождение от абстрактного к конкретному предполагает два условно самостоятельных этапа. На первом этапе единый объект расчленяется, описывается при помощи множества понятий и суждений. На втором этапе восстанавливается исходная целостность объекта, он воспроизводится во всей многогранности - но уже в мышлении.
Помимо специальных методов, характерных для определенных областей научного знания, существуют общие методы научного познания. В отличие от специальных, они используются в самых различных по предмету науках - от литературы до химии и математики. К ним относятся: теоретические методы, эмпирические методы, математические методы.
Эмпирические методы:
наблюдение представляет собой активный познавательный процесс, который опирается на работу органов чувств человека и его предметную деятельность. Это наиболее элементарный метод познания. Наблюдения должны приводить к результатам, которые не зависят от воли, чувств и желаний человека. Это предполагает изначальную объективность: наблюдения должны информировать нас о свойствах и отношениях реально существующих предметов и явлений; сравнение - один из наиболее распространенных методов познания. Недаром говорится, что все познается в сравнении.
Сравнение позволяет установить сходство и различие предметов и явлений. Выявление общего, повторяющегося в явлениях - это серьезный шаг к познанию закономерностей и законов окружающего нас мира;
 эксперимент предполагает вмешательство в естественные условия существования предметов и явлений или воспроизведение их определенных сторон в специально созданных условиях с целью их изучения.
Экспериментальное изучение объектов по сравнению с наблюдением имеет ряд преимуществ:
    в процессе эксперимента возможно изучение явления в «чистом виде», т.е. объективно;
    эксперимент позволяет исследовать свойства объектов в экстремальных условиях;
    достоинством эксперимента является его повторяемость, т.е. возможность проверки и перепроверки полученной информации.
    измерение - представляет собой процедуру определения численного значения величины посредством единицы измерения. Ценность этого метода заключается в том, что он дает точные, количественно определенные сведения об окружающем мире.

 Математические методы:
    статистические методы;
    методы и модели теории графов и.сетевого моделирования;
    методы и модели динамического программирования;
    методы и модели массового обслуживания;
    метод визуализации данных (функции, графики и т.п.).

Выбор того или иного метода совершается при обязательном руководстве педагога.

Проведение исследования

Проведение исследования включает в себя два последовательных этапа: собственно проведение (так называемый технологический этап) и аналитический этап.

 Чтобы четко уяснить себе последовательность проведения исследования, желательно составить рабочий план. В рабочей плане исследования обязательно рассматриваются действия по подготовке и проведению экспериментов.
В плане необходимо указать:
1. цель планируемых экспериментов;
2. перечислить необходимый для их проведения инвентарь;
3. формы записей в черновых тетрадях.
В рабочий план также включается первичная обработка и анализ результатов практических действий, этап их проверки.

Во втором блоке описывается собственно экспериментальная часть работы. Вслед за проведением эксперимента, технологического этапа работы, необходимо проанализировать полученные результаты: понять, насколько они позволяют подтвердить выдвинутую в начале исследования гипотезу, уточнить их соответствие поставленным целям.

Третий блок включает в себя оформление результатов исследования.
На следующем этапе прописывается способ экспертизы и представления результатов исследования - от рецензии до обсуждения в группе учащихся и выступления на конференции. Заметим, что чем чаще результаты работы подвергаются обсуждению в разных по составу аудиториях, тем лучше для ее а тора. Особенно продуктивны обсуждения в группах, где несколько учащихся или студентов работали над исследованиями близкой тематики.
На заключительном этапе целесообразно продумать способ представления результатов своего исследования на конференцию, отработать формы представления в виде статьи и тезисов.

Отметим, что исследовательская деятельность представляет собой достаточно длительный процесс, который включает и этап предварительного обучения учащихся, и практику проведения, и анализ, и оформление результатов, и их публичное представление на конференции. Поэтому вопрос о распределении времени по подготовке и проведению исследования -один из самых важных. Если планируется представление результатов работы на городскую конференцию, то сроки ее проведения будут определять последовательность и примерные сроки всех предшествующих этапов. Обычно подготовка и проведение исследовательской работы занимают от года до полутора лет. Необходимо рассчитывать время таким образом, что бы до проведения конференции можно было не только оформить результаты исследования, но и провести обсуждения по данной работе на классном и общешкольном уровнях.